Взаимодействие ионизирующих излучений с биологическими объектами РАДИОАКТИВНОСТЬ

Взаимодействие ионизирующих излучений с биологическими объектами.

РАДИОАКТИВНОСТЬ l l l свойство некоторых радионуклидов изменять со временем свой нуклонный состав и (или) энергетическое состояние с образованием новых нуклидов (стабильных или опять-таки радиоактивных) и испусканием ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ с большей или меньшей ПРОНИКАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ. Эти излучения и называются в обиходе радиацией.

ТИПЫ ЯДЕРНЫХ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ: l l l Альфа (a)-излучение. - испускание ядерных частиц, каждая из которых состоит из 2 протонов и 2 нейтронов (ядро гелия). Оно возникает при распаде атомных ядер тяжелей свинца (например, урана, тория, радия, плутония), а также во многих ядерных реакциях. Поступление альфа-излучателя внутрь организма может вызвать биологические поражения его клеток, т. к. альфа-частица несет большое количество энергии и ее ионизирующая способность очень велика. Бета (b)-излучение. - испускание электронов и позитронов, движущихся с очень высокими скоростями. Оно возникает в основном в результате радиоактивного распада. Ионизирующая способность существенно ниже, чем у a-излучения. Однако бета-частицы опасны при попадании и на поверхность тела, и внутрь организма. Гамма (g)-излучение - самое коротковолновое электромагнитное излучение высокой энергии и обладает наибольшей проникающей способностью. Соответственно, защита от внешнего гамма-излучения представляет наибольшие проблемы.

Проникающая способность излучения a-излучение - наименее проникающее. Оно эффективно поглощается слоем воздуха толщиной несколько сантиметров, слоем воды толщиной около 0, 1 мм или, например, листом бумаги. b-излучение обладает существенно большей проникающей способностью; чтобы его задержать, нужен, например, слой алюминия толщиной в несколько миллиметров, а пробег b-частиц в биологической ткани достигает нескольких сантиметров. Для g-излучения все эти преграды почти прозрачны. Чтобы его задержать, нужен очень толстый (десятки сантиметров и даже метры) слой вещества, при этом обладающего как можно большим атомным номером (например, свинца).

Проникающая способность ищнизирующего излучения

Ионизирующая способность излучения в порядке убывания.

НАБЛЮДАЕТСЯ ПРОСТАЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЬ: чем выше ионизирующая способность излучения, тем ниже способность проникающая. l При взаимодействии этих излучений с веществом основная часть энергии расходуется именно на ионизацию l

МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ В БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ: l l l l *прямое действие, -молекула испытывает изменения непосредственно от излучения при прохождении через нее фотона или заряженной частицы, -поражающее действие связанос актом возбуждения и ионизации атомов и макромолекул; -*непрямое или косвенное, -молекула получает энергию, приводящую к ее изменениям, вызванные продуктами радиолиза воды или растворенных веществ, а не энергией излучения поглощенной самими молекулами.

ДВА ТИПА БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗАЦИИ НА ЖИВЫЕ КЛЕТКИ: l l l 1 - прямое «пулеобразное» действие (главным образом на ДНК), 2 - косвенное действие путем образования свободных радикалов (главным образом на фосфолипиды мембран клеток) Выделяют два типа повреждений. Прямое повреждение - выбитые электроны разрушают молекулярные связи непосредственно в структуре, где они были выбиты. Косвенное повреждение - ущерб наносят реакционные частицы, которые образовались в дали от данной структуры, но приблизились к ней в результате блужданий.

СТАДИИ ПЕРВИЧНОГО ЭТАПА ДЕЙСТВИЯ ИИ НА ОРГАНИЗМ l l l 1. физическая стадия, Время: 10(-15)-10(-13) с, происходит поглощение энергии излучения и взаимодействие ее с веществом. 2. физико- химическая стадия, Время: 10(-13)-10(-10) с возникают первичные свободные радикалы. 3. химическая стадия, Время: 10(-6)-10(-3) с происходит взаимодействие ионов и радикалов, появляются вторичные свободные радикалы и перекиси, а также осуществляется взаимодействие всех этих продуктов с веществами и структурами клетки организма.

Патологии

Воздействие ионизирующего излучения на живой организм.

ЭТАПЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ.

Радиочувствительность l l Радиочувствительность - это степень выносливости различных организмов, а также клеток и тканей к действию ИИ. Радиочувствительность характеризуется полулетальной поглощенной дозой, вызывающей гибель 50% организмов (ЛД 50).

Коэффициент сравнительного риска облучения различных органов и тканей человека

Основные последствия радиационного поражения организма человека

Латентный период для некоторых заболеваний после разового облучения в Хиросиме и Нагасаки (Edwards, 1998) Расчет онкозаболеваемости после радиационной катастрофы в 1957 году на. Южном Урале максимум заболеваний всеми формами рака ожидается для мужчин в 2012 -2020 гг. (через 55 63 года), для женщин -в 2016 -2024 гг. (через 49 67 лет).

Сравнение показателей заболеваемости по основным классам болезней для ликвидаторов и для населения России в целом на 10 тыс. человек (на 1993 г. ).

Биологические эффекты человека при общем облучении